Thí nghiệm: Khảo sát chuyển động thẳng đều của viên bi trên máng ngang

khảo sát chuyển động thẳng đều của viên bi trên máng nghang Thớ nghiệm biểu diễn Giỏo viờn thực hiện: Trần Viết Thắng Trường THPT Chu Văn An Thỏi Nguyờn Chương trỡnh lớp 10... khảo sát c

khảo sát chuyển động thẳng đều

của viên bi trên máng nghang

Thớ nghiệm biểu diễn

Giỏo viờn thực hiện: Trần Viết Thắng

Trường THPT Chu Văn An Thỏi Nguyờn

Chương trỡnh lớp 10

khảo sát chuyển động thẳng đều

của viên bi trên máng ngang

E F C G

N

P

Dụng cụ khảo sát chuyển động của viên bi trên mặt phẳng ngang

I Mục đích thí nghiệm

1 Quan sát chuyển động thẳng đều

của viên bi trên mặt phẳng ngang

2 Xác định vận tốc viên bi

II Dụng cụ thí nghiệm

1 Mặt phẳng ngang P có máng lăn, gắn th ớc 1000mm

2 Th ớc đo góc G có quả dọi

3 Gía đỡ ba chân hình sao có 3 chân vít điều chỉnh thăng bằng

4 Một trụ thép 10, một trụ thép 8 và một khớp chữ

thập đa năng

5 Bi thép

6 Đồng hồ đo thời gian hiện số MC-964

7 Hai cổng quang điện E, F

8 Chân chống C có vít điều chỉnh

9 Nam châm điện N

10 Hộp công tắc nút nhấn kép để giữ và thả viên bi

III lắp ráp thí nghiệm

1 Đặt máng ngang lên giá đỡ, phối hợp điều chỉnh

các chân vít và dịch chuyển khớp nối đa năng đến vị

trí thích hợp để mặt phẳng P nằm ngang Khi đó, dây

rọi song song với mặt phẳng th ớc đo góc và chỉ số 0

4 Nam châm điện N giữ và thả bi đ ợc đặt cố định tại

đỉnh của phần máng nghiêng (Hình 1), nối với ổ C

của đồng hồ đo thời gian qua hộp công tắc kép kiểu nút nhấn

3.Đặt hai cổng quang điện E, F cách nhau một đoạn s (ban đầu chọn s khoảng 30cm) và nối chúng với hai ổ

A, B của đồng hồ đo thời gian hiện số MC-964

IV Trỡnh tự thí nghiệm

A- Ph ơng án 1 : Đo vận tốc tức thời ở các vị trí khác nhau trên

quỹ đạo : đồng hồ đo thời gian hiện số MC-964 đặt làm việc ở

MODE A+B , thang đo 9,999s

1 ấ n nút RESET để số chỉ trên đồng hồ trở về 0.000

Nhấn công-tắc ngắt điện vào nam châm điện để th cho viên bi l n ả cho viên bi lăn ăn xuống từ đỉnh H, chuyển động qua hai cổng quang điện E F Khi viên bi đi qua cổng E, đồng hồ chỉ t1 là khoảng thời gian cổng

E bị viên bi chắn tia hồng ngoại Tiếp tục chuyển động,

viên bi đi qua cổng F trong khoảng thời gian t2 đồng hồ

chỉ thời gian t = t1+t2 Nếu: t1 = t2 thì chuyển

động của viên bi trên máng ngang là thẳng đều

Quan sát và ghi các khoảng thời gian t ơng ứng hiển thị

trên đồng hồ vào bảng 1

Gọi d là đ ờng kính viên bi, vận tốc tức thời của viên bi tại vị trí đặt hai cổng quang điện E, F đ ợc tính bằng :

Lần đo t1 t t2 v1 v2 d

1 0.24 0.49 0.25 0.083 0.08 0.02

2 0.25 0.48 0.23 0.08 0.087 0.02

3 0.23 0.47 0.24 0.087 0.083 0.02

Nhận xét : Trên mặt phẳng ngang, vận tốc tức thời của

viên bi tại các cổng quang điện E, F đặt ở những vị trí

khác nhau trên quĩ đạo có giá trị Vậy chuyển động của viên bi trên máng ngang là chuyển

động

1

1

d v

t



2

d v

t





Bảng 1

B- Ph ơng án 2 : Đo vận tốc trung bình của viên bi trên các quãng đ

ờng khác nhau : Đồng hồ đo thời gian hiện số MC-964 đặt làm việc

ở MODE AB , thang đo 9,999s

1 Hai cổng quang điện đặt cách nhau một khoảng s =30cm

2 ấn nút RESET để số chỉ trên đồng hồ trở về 0.000

3 Nhấn công-tắc ngắt điện vào nam châm điện để thả viên bi lăn

xuống

chuyển động qua hai cổng quang điện E F Khi viên bi đi vào cổng E,

đồng hồ đo thời gian bắt đầu đếm Khi viên bi đi đến cổng F, đồng hồ dừng đếm Khoảng thời gian t viên bi đi qua quãng đ ờng giữa hai

cổng quang điện đ ợc hiển thị trên đồng hồ.

4 Quan sát và ghi thời gian t vào bảng 2

5 Giữ nguyên vị trí cổng E Dịch cổng F xa dần cổng E, mỗi lần thêm 5cm Với mỗi giá trị của s, lặp lại các động tác 1, 2, 3 để đo thời gian t

t ơng ứng và ghi kết quả vào bảng 2.

TT s(cm) t(s) v(cm/s)

V Phân tích kết quả thí nghiệm

1 Lập th ơng số s/t ứng mỗi tr ờng hợp để xem trung bình mỗi giây viên bi đi đ ợc bao nhiêu centimét

Ghi kết quả vào bảng 2

2 Đại l ợng v = s/t

gọi là vận tốc trung

bình của viên bi trên

quãng đ ờng s

TT s(cm) t(s) v(cm/s)

V.Phân tích kết quả thí nghiệm

1 Lập th ơng số s/t ứng mỗi tr ờng hợp để xem trung bình mỗi giây viên bi đi đ ợc bao nhiêu centimét

Ghi kết quả vào bảng 2

2 Đại l ợng v = s/t

gọi là vận tốc trung

bình của viên bi trên

quãng đ ờng s

Biểu diễn trên đồ thị "quãng đ ờng-thời gian” s =s (t)

và “vận tốc trung bỡnh- –thời gian” v = v(t)

Cho nhận xét và kết luận rút ra từ kết qu tính v trong ả cho viên bi lăn

bảng 2 và dạng đồ thị s, v thu đ ợc ?

Biểu diễn trên đồ thị "quãng đ ờng-thời gian” s =s (t)

và “vận tốc trung bỡnh- –thời gian” v = v(t)

Cho nhận xét và kết luận rút ra từ kết qu tính v trong ả cho viên bi lăn

bảng 2 và dạng đồ thị s, v thu đ ợc ?

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

s(m)

t(s)

s = s(t)